23
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu Dan Tempat Penelitian Penelitian tugas akhir ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Dasar dan Laboratorium Pemodelan Jurusan Fisika Universitas Lampung. Penelitian dimulai pada bulan febuari 2014. B. Alat dan Bahan Alat yang digunakan untuk penelitian ini diantaranya. 1. Project board (papan uji) berfungsi sebagai tempat menguji rangkaian. 2. Multimeter berfungsi sebagai pembaca nilai tegangan listrik, arus listrik dan hambatan listrik. 3. Power Supply berfungsi sebagai sumber tegangan.
Bahan yang digunakan dalam penelitian. 1. Gas etanol yang berasal dari produk pangan. 2. Printed Circuit Board (PCB) berfungsi sebagai tempat meletakkan komponen alat elektronika yang akan dirangkai. 3. Sensor gas TGS 2620 yang berfungsi mendeteksi gas etanol. 4. Komponen-komponen elektronika seperti resistor, kapasitor dan transistor.
24
C. Prosedur Penelitian Dalam perancangan alat pengukur gas alkohol ini dilakukan langkah-
langkah kerja
perancangan sebagai berikut. 1. Diagram Alir Penelitian. Langkah-langkah
penyelesaian
penelitian
ini
secara
umum
dilakukan
dijelaskan dalam diagram alir Gambar 3.1 Mulai
Merancang Dan Membuat Rangkaian
Pengujian Rangkaian Tidak Berhasil
Pembuatan Program Tidak Berhasil
Pengujian Rangkaian dan Pengujian Alat Secara Keseluruhan Selesai Gambar 3.1. Diagram alir perancangan alat pengukur gas alkohol.
seperti
25
2. Studi literatur. Studi literatur dimaksudkan untuk mempelajari berbagai sumber referensi (buku dan internet) yang berkaitan dengan pembuatan alat. Literatur yang dipelajari adalah literatur yang berkaitan. Prinsip kerja alat pengukur gas etanol/alkohol
yang didapat dari pembelajaran
sendiri. Data sheet sensor TGS 2620 yang digunakan. Cara kerja rangkaian dari alat yang dibuat. D. Perancangan Sistem Bab ini membahas tentang perancangan bagian elektronik pada sistem pengukuran gas etanol/alkohol. Sistem pengukuran ini terdiri dari bagian elektris dengan keluaran LCD. Bagian elektris berupa sensor TGS 2620 yang dirangkai dengan rangkaian pengukur tegangan dan catu daya. Sistem pengukuran ini memiliki keluaran berupa tegangan yang dikonversi dengan persentase alkohol yang di tampilkan pada LCD. Diagram blok sistem akuisisi data diperlihatkan pada Gambar 3.2.
Sensor TGS2620
Rangkaian Pengkondisi Sinyal
Rangkaian Mikrokontroler
Gambar 3.2. Blok sistem pengukuran konsentrasi gas alkohol.
LCD
26
1. Perancangan Sistem Pengukuran Kadar Alkohol a. Rangkaian Catu Daya Pada rangkaian ini menggunakan sebuah catu daya yang digunakan untuk mencatu semua rangkaian. Rangkaian catu daya ini menggunakan LM 7805 yang berfungsi sebagai regulator atau penstabil tegangan dengan kapasitas arus maksimal 500 mA. Sehingga keluaran tegangan dari catu daya ini sebesar 5 Vdc. Dimana tegangan 5 V ini digunakan untuk mencatu sensor TGS 2620, rangkaian mikrokontroler dan sebagai pencatu LCD.
Gambar 3.3. Rangkaian Catu Daya b. Sensor TGS 2620 Sensor TGS 2620 adalah piranti yang mengubah besaran fisik menjadi besaran fisik lain, dalam hal ini adalah perubahan besaran kimia menjadi besaran listrik. Pada Gambar 3.4 merupakan skematik dari rangkaian sensor TGS 2620.
27
Gambar 3.4. Skematik rangkaian sensor TGS 2620. Tahap ini bertujuan mengetahui sensitivitas sensor dengan mengetahui nilai Vout sensor dalam dua kondisi. Kondisi saat udara yang diukur belum tercemar gas alkohol dan kondisi kedua, yaitu sensor dengan berbagai macam konsentrasi alkohol. c. Rangkaian Minimum ATMega8535 Mikrokontroler ATMega8535 adalah piranti yang digunakan sebagai kontrol pada penelitian ini, adapun rangkaian minimum dari mikrokontroler ATMega8535 dapat dilihat pada Gambar 3.5.
28
Gambar 3.5 Rangkaian Minimum ATMega8535 E. Metode Kalibrasi Alat Ukur Kadar Alkohol Pada alat ukur kadar alkohol sensor
untuk
membaca
kadar
diperlukan kalibrasi untuk mengetahui keakuratan alkohol
di berbagai produk
pangan.
Cara
pengkalibrasian alat ukur kadar alkohol dengan cara mengukur kadar alkohol menggunakan alat yang sudah baku atau alkoholmeter. Pertama membuat alkohol dengan konsentrasi yang diperlukan untuk pengukuran menggunakan alkoholmeter dengan besar konsentrasi seperti pada tabel.
29
Tabel 3.1. Pengukuran kadar alkohol menggunakan alkoholmeter
Kemudian akoholmeter bawah ini.
No
Aquades (ml) Udara
Alcohol 97% (ml) -
Konsentrasi alkohol (%) 0
1 2
Aqudes
-
0
3
69
1
1
4
68
2
2
5
67
3
3
6
66
4
4
7
65
5
5
8
60
10
10
9
50
20
20
10
40
30
30
11
30
40
40
12
20
50
50
13
10
60
60
14
0
70
70
15
12
97
80
16
0
97
97
mengukur
Alkohol
yang
telah
diketahui
kadarnya
menggunakan
tadi dengan alat ukur alkohol yang akan dibuat seperti pada tabel di
30
Tabel 3.2. Tegangan keluaran sensor Tehadap kadar alkohol No
Konsentrasi alkohol (%)
1
Udara
2
Aquades
3
1
4
2
5
3
6
4
7
5
8
10
9
20
10
30
11
40
12
50
13
70
14
80
15
97
Tegangan(V)
Keluaran dari sensor gas etanol merupakan tegangan, sehingga diketahui pada tegangan tertentu menentukan kadar alkohol tertentu. Setelah diketahui masingmasing alkohol dan tegangannya kemudian dimasukkan ke dalam excel sehingga dapat diketahui persamaan grafik dari data tegangan serta kadar alkoholnya.
31
F. Pengujian Fungsi Alat Ukur Percobaan alat terdiri atas tiga bagian yaitu percobaan untuk menguji alat ukur, percobaan untuk menguji sistem akuisisi data dan
percobaan menguji perangkat
lunak. 1. Pada percobaan untuk menguji alat ukur, digunakan rumah rangkaian
(casing)
yang berbentuk kotak. Posisi pemasangan sensor diperlihatkan pada Gambar 3.6. berikut. Sensor tgs 2620
LCD Box rangkaian
Gambar 3.6. Posisi pemasangan sensor 2.
Pengujian sistem akuisisi data, pengujian ini berguna untuk mengetahui apakah
rangkaian sistem ini bekerja dengan baik atau tidak. 3. Pengujian perangkat lunak apakah sudah sesuai dengan apa yang diharapkan. Rangkaian ini diawali dengan proses adaptasi sensor terhadap udara luar dengan menghidupkan peralatan terlebih dahulu sekitar 3 hingga 5 menit. Hal ini dilakukan untuk membuat sensor bekerja dengan kepekaan normal. Pada waktu ini, sistem heater sensor bekerja membersihkan ruangan sensor dari kontaminasi udara luar. Selanjutnya, sensor di masukkan kedalam botol atau wadah yang terdapat minuman
32
dan makanan beralkohol
serta
tertutup rapat. Percobaan ini dilakukan dengan
melakukan berbagai macam produk pangan. Yang diharapkan dari pengujian ini adalah nilai resistansi keluaran sensor dan konsentrasi alat yang standar. Hasil pengukuran akan diperlihatkan seperti tabel berikut: Tabel 3.3. Pengukuran berbagai jenis produk pangan beralkohol No
Jenis produk pangan
1
A
2
B
3
C
4
D
5
E
Kadar alkohol Pada label (%)
Kadar alkohol (%)
G. Rancangan Analisis Data Pada rancangan tahap awal ini di lakukan pengukuran terhadap sampe yang berupa cairan alkohol. Cairan alkohol yang akan menjadi sampel tahap awal berupa cairan alkohol dengankadar 1 % sampai dengan 97 %. Berikut ini adalah rancangan analisis data yang akan dilakukan pada pengukuran konsentrasi alkoho sebagai berikut:
33
Tabel 3.4. Rancangan Pengukuran alkohol tahap awal: No
Alkohol (%)
Pengukuran ke1
1
1
2
2
3
3
4
10
5
20
2
3
Rata-rata
Gambar 3.7 Rancangan Rafik Analisis Data Tegangan Terhadap Ppm
Tegangan (volt)
Kadar alkohol (ppm)
Sebelum dilakukan pengujian terhadapsampel awal sensor terlebih dahulu diuji pada cairan dengan konsentrasi 300ppm. Cara mendapatkan cairan 300ppm yaitu dengan mengencerkan alkohol 97% menjadi 300 ppm, karena cairan 1% sama dengan 10000ppm maka kadar alkohol 97% di encerkan menjadi 0,003%.
34
Analisis data pengukuran terhadap produk pangan baik yang bermerek ataupun yang di olah sendiri. Berdasarkan undang-undang pemerintah tentang alkohol bahwa Minuman beralkohol dengan kadar alkohol tidak lebih dari 15%,
serta produk
pangan beralkohol yang bebas dan rendah alkohol. Analisis data akan dilakukan pebandingan yang tertera pada label produk pangan dan dengan anjuran pemerintah Indonesia. Table 3.7 Rancangan Analisis Data Tahap Produk Pangan No
Jenis produk pangan
1
A
2
B
3
C
4
D
5
E
Kadar Alkohol Pada Label (%)
Kadar alkohol (%)
